材料的熱學性能任何材料在使用的過程中都會受到熱影響或產生熱效應。一些場合要求材料具有特殊的熱學性能—低膨脹性能、好的隔熱性能、高的導熱性能等。材料的熱學性能在材料的相變研究中具有重要意義。材料的熱學性能主要包括：熱容（thermalcontent）熱膨脹（thermalexpansion）熱傳導（heatconductivity）理解材料的熱容、熱膨脹、熱傳導的物理本質，掌握表征上述性能的物理參量：摩爾熱容、線膨脹、體膨脹系數、熱導熱和熱擴散律的物理意義。a.恒容熱容：加熱過程中材料的體積不變，則所供給的熱量只滿足溫度升高1K時物體內能的增加。b.恒壓熱容：保持壓力不變的情況下，加熱過程中材料的體積膨脹，則所供給的熱量除滿足溫度升高1K時物體內能的增加外，還必須補充對外做功的損耗。比熱容：焓和熱容是材料發生相變時的重要參量。熱分析研究焓和溫度的關系，可以確定熱容的變化和相變潛熱。熱分析法是建立在熱測量和溫度測量基礎上的現代測試方法。熱分析：程序控制溫度，測量物質的物理性質和溫度關系的技術。熱分析方法的種類：差熱分析是在測定熱分析曲線的同時，利用示差熱電偶測定待測試樣1和標準試樣2的溫度而進行的熱分析。示差熱電偶由兩對熱電偶極性反接串聯而成，熱端處于試樣1和2中。●待測試樣1、標準試樣2和3分別處于加熱爐溫度場中的對稱位置。標樣的選擇要求是在研究溫區內無相變的材料，質量和尺寸與待測樣相當，以便于加熱和冷卻速率相同。熱分析應用實例熱彈性馬氏體相變研究升降溫過程中熱彈性馬氏體的可逆轉變都出現顯著的吸熱與放熱峰，據此可以準確地判斷相變開始及終了溫度。熱分析應用實例有序—無序轉變的研究曲線a：無序的合金加熱到350-470℃時，合金發生部分有序化并放出潛熱；繼續加熱到470℃以上發生吸熱的無序轉變。曲線b表示的是完全有序到完全無序的吸熱效應第二節材料的熱膨脹熱膨脹的本質簡諧振動同理，物體體積隨溫度的增加可表示為：

αV為體膨脹系數，相當于溫度升高1k時物體體積相對增長值。舉例：立方體

由于αl值很小，可略以上的高次項，則：

二、熱膨脹和其他性能關系

1．熱膨脹和結合能、熔點的關系質點間結合力愈強，熱膨脹系數愈小。2．熱膨脹與溫度、熱容關系

(1)機械膨脹儀：采用機械的方法放大并檢測試樣的熱膨脹量。包括干分表式膨脹儀、機械杠桿式膨脹儀等。

(2)光學膨脹儀：利用各種光學原理放大并檢測試樣的熱膨脹員。包括光杠桿式膨脹儀、光干涉法膨脹儀等。

(3)電學膨脹儀：利州各種咆學原理放大并檢測試樣的熱膨脹量。包括電感式膨脹儀、電容式膨脹儀等。

(4)直接觀測式膨脹儀：利用精密的測長儀器，如：比長儀、垂高計等，直接觀測試樣的熱膨脹員。

(5)x射線衍射法：是一種微觀的檢測方法。借助晶體對X射線的衍射，測量品格常數(原子間距)隨溫度的變化.三、熱膨脹系數的測量1.光杠桿式膨脹儀法絕對法光三角架放大的膨脹儀1.標準樣（用以測溫）2.被測樣3.凹面鏡光杠桿式膨脹儀的工作原理總則：用照相方法直接記錄出膨脹曲線。將試樣的膨脹通過一根傳遞桿引出，傳遞桿推動一個帶小鏡的光三角架（或其它光杠桿機械）轉動，將試樣的膨脹量轉成光點的位移量，并借助于照像或光電轉換的主法觀察和測量光點的位移。既可直接測得伸長量，又可用示差法測得標準試樣和待測試樣的差。3、光干涉法：光干涉法是將試樣的長度變化量轉變成光束的光程差，使之在視場中產生干涉條紋相對于參考標記的移動，即用一已知單色波長來量度試樣的長度變化。光干涉膨脹儀所用的干涉方法有幾種類型，其中應用最多的是“等厚干涉”和“等傾干涉”兩種。4、X光法：X光法是利用測量晶胞內晶格常數變化的方法來測量熱膨脹系數的，其主要方法有粉末照像法，衍射儀法和單晶法等。X光法測量膨脹系數：優點：試樣極小且不規則，對不能加工的材料有特別的意義。X光所測點陣常數的變化，真實地反映了被測晶體的熱膨脹，不會因試樣中某些雜質和缺陷的存在影響測量結果。能測量單晶的熱膨脹和各向異性的熱膨脹而不需要制備單晶試樣。缺點：不能連續測量在溫度變化過程中膨脹量的不連續變化。5、電容法：該法的原理是電容器兩極間距離的變化，在一定范圍內與電容量的變化存在線性關系，若以試樣為電容的一極，由于試樣的膨脹使極間距離發生變化，測出電容量的變化，即可求得試樣的膨脹系數，這一方法非常精密，多用在低溫下測量膨脹量較小、或者試驗溫度較窄的情況下使用。將試樣的膨脹量通過一根與試樣載管的材質相同且膨脹系數很小的頂桿傳遞出來，用千分表、差動變壓器或其它測量儀器檢測第三節材料的熱傳導物體的各部分之間不發生相對位移，依靠內部微觀粒子（原子、分子、離子）的熱運動而產生的熱量傳遞稱為導熱（熱傳導）。導熱特點1)物體之間不發生宏觀相對位移2)依靠微觀粒子（分子、原子、電子等）的無規則熱運動

3)是物質的固有本質導熱基本定律--Fourier'slaw

（1）"－"的意義:熱量傳遞指向溫度降低的方向（2）

:通過該點的等溫線上的法向單位矢量,指向溫度升高的方向（3）熱流方向總是與等溫線(面)垂直（4）引起物體內部及物體間熱量傳遞的根本原因:溫度梯度直角坐標系下